培养学生提问能力的KWDL模式生物学教学

一、问题的提出

在高中生物学学习过程中，学生提出问题并解决问题有利于自身知识体系的建构和思维能力的提升。提出问题能激发探究欲望、增强学习需求，养成提问的好习惯会让学生终身受益。

受传统教学模式的影响，目前部分高中生的提问能力略有不足。传统的生物学教学经常采用“教师提问，学生回答”的模式。在这种教学体系下，学生的主体地位没有凸显，学生主动提问的权利被“剥夺”。

在高中生物学教学中选择合适的教学体系来培养学生的提问能力是必要的。KWDL模式是以学生提出的问题为核心，引导学生完成已知（K）→想知（W）→求知（D）→新知（L）四个环节，以培养学生提出问题、解决问题的能力。本文聚焦于此开展实证研究，以期能够为如何开展KWDL模式培养学生提问能力的生物学教学提供样例。

二、研究的理论综述

（一）国内外研究现状分析

KWL是美国的唐娜·奥格尔教授于1986年提出的一种学习策略。KWL最初被引入课堂，多应用于语文、英语阅读教学上。K 是“What I know”表示对某个课题的已有知识；W是 “What I want to know”表示学生阅读后提出想知道的问题；L是“ What I Learned ”表示学生总结自己学到的新知识。后来，其又发展出KWL+ 教学模式，即在原有模式基础上加入一些环节，如分工合作、交流分享等。KWL在我国也应用广泛。我国的教育研究者在小学、高中和大学的英语阅读教学中探索KWL模式，以及其他学科如物理、化学课堂也逐渐有了KWL教学模式的应用。国内的多个学科都在各自的领域对学生提问能力的培养作了广泛的研究，但理科尤其是生物学学科局限于零星的论述。学生提问能力的培养是全球性的教育趋势。因此，在国内外已有研究成果的基础上，我国的教育研究者进行学生提问能力培养的生物学课程开发，不仅是适应教育改革的需要，还是与国际教育趋势接轨的重要措施。

（二）重要概念的界定

1.提问能力

提出问题又称“生成问题”，是学生在已有知识或经验的基础上，通过对学习素材的观察，发现其中蕴含的新事物与原有认知之间的矛盾和冲突，经过思维的分析和处理，最后用文字或者语言以问题的形式表达出来的能力。对于高中生而言，提出有价值的、值得探究的问题，是他们具备观察能力、语言组织能力、思考能力、表达能力的体现，这些正是新高考所要考查的方向。

2.KWDL模式

本文的KWDL模式教学是指以多元学习素材为背景，组织学生主动参与到针对学习素材发现问题、提出问题、解决问题的过程，体验科学探究的过程，理解科学概念和科学本质，并提升科学探究能力的教学方法。具体流程包括以下四个方面。

K（What I Know）：教师提供引导性学习素材，所选素材可以是教材、高考题、学术论文、真实生物学情境等，学生根据这些多元的学习素材回顾已有知识，从而挖掘出课堂所需的信息点。

W（What I Want to know）：学生利用学习素材提出感兴趣的新问题。课堂的学习活动就围绕学生提出的有价值的问题继续开展。

D（What I Do to find out）：学生选择合适的方法解决所提出的问题，可以通过查阅资料、推理演算、交流讨论等多种方法，并最终验证答案是否合理。

L（What I Learned）：学生进行反思与归纳：通过提出问题解决问题，最终收获了哪些新知识、新方法。

三、研究的内容

（一）学习素材的创新

主要进行常用的学习素材的二次开发、新的学习素材的收集与开发，以此作为KWDL教学的学习背景。

（二）KWDL模式教学实践

主要研究如何在教学中使用上述学习素材开展KWDL教学，如何推进K、W、D、L四个环节，如何优化这四个步骤，以提升学生的提问能力，为新课程教学提供范例。

四、KWDL模式的教学使用策略

KWDL模式的教学目的是让学生提出有价值、可探究的生物学问题，并在此过程中提升其生物学学科核心素养。因此，教学中教师可用学生常用的学习素材如教材、高考题，以及文献资料、前沿科技等新的学习素材为学生提供具体的生物学情境，作为学生产生问题、分析问题的资源，其教学流程可简述为如下模型（见图1）。

五、KWDL模式的教学案例

案例一：前沿科技等生物学情境作为素材的KWDL教学

在信息时代，药物研发、诺贝尔奖等闪烁着人类科技进步光芒的学习素材，更能激发高中生的求知欲望。因此，教师可以选用这些情境作为素材，引起学生的共鸣和思考，来开展KWDL教学，最终达成学生提问能力的高阶思维培养目标。以浙科版高三选择性必修3的“基因工程”教学为例。

【学习素材的导入】帕博团队发表了尼安德特人（简称尼人）的DNA碱基序列图，并发现了现代人类和尼人之间有61种基因存在差异。现代人和尼人的NOVA1基因的区别只在一个碱基对上，其他部分完全一致。NOVA1基因在早期大脑发育过程中对调节其他基因的活动发挥着至关重要的作用。

【KWDL模式的实施】教师提供的学习素材，激发学生产生问题，激发学生的探究欲望。KWDL模式教学使用流程模型如图2所示。

K环节：学生回顾已有的相关知识，如DNA的特异性、提取分离细胞成分的基本方法、细胞分化等。

W环节：学生提出新的问题，如图2中的问题1、2、3。学生需要具有创造性思维及提出问题的高阶思维，这些能力需要教师在平时教学中有意识地引导和培养。

D环节：学生解决提出的问题。以学生解决问题1为例。首先学生需要搜索自己储备的课本知识，找到“DNA粗提取和鉴定”可以用来解决该情境中的问题。教师可以继续引导学生发挥聚合思维，寻找“光合色素的提取和分离”与“DNA粗提取和鉴定”的共性，将单个教材活动的局部思考上升到同类问题的整体思考，才是透彻理解知识，才能灵活运用知识解决各种情景中的类似问题。再如问题2的解决，在面对教师所给“ddNTP终止DNA子链延伸原理”新信息时，学生要对信息做出判断和理解，运用这些信息设计“链终止法DNA测序”的反应体系。然后依据电泳技术分离DNA的规律推出待测DNA的碱基序列，最终绘制出尼人DNA碱基序列。

L环节：学生从知识和能力角度总结这堂课的收获，既获得了物质提取、PCR技术等重要概念的知识，又形成了系统性的知识结构和思维方式。教师也能根据学生的反思调整教学方法、优化教学设计，进而提高教学实践的效果。

案例二：文献资料作为素材的KWDL教学

教师在教学过程中遇到问题会搜索一些论文，这些文章可以进行收集整理，在课堂教学中将论文内容当作学习素材。

【KWDL模式的实施】

K环节：以生物学专业论文作为学习素材，这对学生获取信息能力、提出问题能力提出了更高的要求。教师可以适当提示，如用方框框出关键词作为提示，发散学生思维，引导学生提问。

W环节：学生在教师引导下提出问题。如学生提出的问题有：①农杆菌需要活化的原因是什么？如何活化农杆菌？②铁皮石斛原球茎是否需要消毒处理？如果需要则怎么进行消毒？③原球茎的代谢类型是什么并说明理由。④进行PCR检测的模板DNA怎么获取？⑤铁皮石斛中石斛碱的分离和提纯方法有哪些？

D环节：上述问题的解决只靠学生的力量是比较困难的，还需要教师做好充分的备课工作，预期学生可能会提哪些问题，并预设好解决策略。教师在课堂上可提供给学生一些思路，引导学生回顾课本、相互讨论等，引导学生最终顺利完成问题的探究。

L环节：归纳这堂课的收获时，学生敏锐地联系了现在的高考试题。新高考形势下的生物学试题，常常会给学生创设一个发酵工程、细胞工程或者基因工程的实用情境，让学生分析解决其中的问题。学生觉得可以将学会的方法应用到解这类高考题中，先阅读题目获取新信息，再结合已有知识以及题目的前后文，充分发挥创造性思维、逻辑推理能力提出问题并解答问题，这样才能适应以新高考情境为主的考查方式。

案例三：高考真题作为素材的KWDL教学

课外学习是对课堂学习的巩固和延伸、补充和发展。教师可以利用好高考真题，作为学生的课外学习素材，让学生深度解读高考试题，再提出问题。

【学习素材的导入】

2015年浙江省普通高校招生选考科目考试生物学试卷第32题（抗盐基因导入原生质体培育抗盐菊科植物）。

【KWDL模式的实施】

学生深度解读上述高考试题，产生一些新的问题。比如：①根据功能的不同，重组DNA分子可以分为哪两种？②扩增目的基因的方法有哪些？③加入较高浓度甘露醇的作用？什么时候完全洗脱甘露醇？④哪些物质需要进行过滤灭菌？过滤灭菌的方法？⑤将抗盐基因导入原生质体的两种常见方法？与导入植物细胞有什么不同？

通过W环节的交流，教师将学生的提问汇总呈现出来后，学生发现：原以为做得滚瓜烂熟的高考试题居然还可以挖掘出这么多知识缺漏或知识盲区。然后在D环节，学生积极地查询资料或者求助教师、同学去解决问题，学生由被动等待灌输知识变成主动解决问题，获取知识。

基于高考试题的KWDL教学让学生对考试方向更明确，对出题规律更了解，从而能在后续学习中优化学习策略，提高学习效率。

案例四：教材作为素材的KWDL教学

教材是学生非常重要的学习素材，精读教材并且提出问题、解决问题的学习任务可以和高考真题深度解读的处理方式一样，作为课外学习任务，继续将KWDL模式从课堂拓展到课外。

【学习素材的导入】

浙科版教材必修2“噬菌体侵染细菌实验分析”活动。

【KWDL模式的实施】

师生利用课外时间先制订好对教材内容的精读计划，再选择一堂课汇总学生看书生成的问题。学生阅读上述制订的内容后，提出问题：①探究遗传物质的实验思路？②将物质分开的方法有哪些？③科学家从活的S型菌中抽提DNA、蛋白质和荚膜多糖，目的是什么？④S型菌的DNA单独与R型活菌混合，放入液体培养基中培养后，为什么结果是R型菌数目多于S型菌？⑤用噬菌体侵染被标记的细菌，使子代噬菌体被标记上35S（或32P），这一操作的原理是什么？

将所提问题在D环节通过师生交流、生生交流解决，最后通过L环节进行小结归纳。

教材是知识的基本载体，有效地阅读教材可以进一步巩固知识。以教材为素材的KWDL教学能让学生将教材内容细化、整合、拓展，从而深入理解知识，将零散知识构建起知识网络，形成知识体系。

六、KWDL模式的教学实践成效

（一）KWDL教学中，逐步构建重要概念

生物学教学的目的不仅在于让学生掌握知识，更重要的是体验知识的产生过程，养成科学知识是通过一系列实证构建的生物学核心素养。KWDL模式激发了学生对生命科学的求知欲，提升了学生对生物学学习的主动性和创造性，进而引发了学生的思考并解决一系列问题，逐渐形成生物学的重要概念。

（二）KWDL教学有利于学生提问能力的提升

KWDL教学是以学生提问作为起点的教学模式，学生首先要自主学习教师提供的学习素材，认真思考后提出有价值的生物学问题，并以此为起点展开探究，最终解决问题。从后期的调查统计来看，KWDL教学使学生转变了学习方式，由被动式转变成主动式，在阅读学习素材的基础上能够深入思考，增强提问意识，提高提问质量，并且能够采取多种方式有效地解决问题。

（三）KWDL教学有利于学生科学思维的培养

科学思维是指尊重科学事实和科学证据，崇尚严谨务实的求知态度，采用科学的思维方式认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。KWDL教学提供多样的学习素材，努力创设问题情境，让学生发现问题、提出问题，诱发学生的探究动机，在D环节学生能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、创造性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证学生提出的生物学问题，获得解决实际问题的思维能力。

七、研究结果的反思与展望

（一）注重学生提问方法的指导

KWDL教学的成功实施是建立在学生高质量的提问基础上的，所以教师应该做好指导学生如何提问的工作。教师可以抽象地引导提问方向，如“从结构决定功能的角度来思考生物学问题”，学生就可能提出具体的问题，如“从基因结构的角度解释原核生物与真核生物的基因表达的区别”。教师还可以在提供学习素材的时候故意“挖坑”，如“人体免疫的三道防线是天生的”，给学生提供创造批判性提问的机会。

（二）课上、课下提问双线并举

课内学习和课外学习都是学生获得知识、发展智能的有效途径，两者相互促进。KWDL教学需要学生读懂学习素材，提出有价值的问题，所以为了KWDL教学在课堂上顺利开展，教师可以让学生充分利用课下时间先预习学习资料，以此让课堂节奏更紧凑、更高效。前文所述的KWDL教学的学习素材中有教材精读和高考试题深度解读，这两项素材的使用就是安排在课下，但考虑到学生自主学习能力和提问能力均有待提升，教师应该投入更多的时间和精力，监督学生制订学习计划，使其按计划进行教材精读、高考试题解读，并及时交流问题生成情况。

（三）展望

随着教育改革的不断推进，教育教学越来越重视培养学生提出问题以及解决问题的能力。本研究只是一个阶段性的成果，根据以上反思，我们继续努力的方向有以下两点：（1）如何让学生主动产生问题而实现真正意义上的“求知”？没有问题或者没有好问题，后续教学流程都无法顺利开展，所以学生带着求知的心态提出好的问题，这是KWDL教学的起点与关键。（2）如何准确跟踪检测学生的提问能力以及解决问题能力的变化？我们应该采用更多样的检测手段，如用调查问卷、实验组与对照组比较等方法，更客观、准确地反映学生在KWDL模式下发生的进步。

综上所述，培养学生提问能力的KWDL模式生物学教学研究实践颇有成效，在后续的教学实践中我们会继续不断完善，让KWDL模式为高中生物学教学锦上添花。

（作者单位：浙江省富阳中学）

编辑：赵文静